仮説検定の問題パターン

検定選択フローチャートとp値解釈。仮説検定問題の典型を一気に整理します。

仮説検定の問題は『手法選択』『p値解釈』『過誤の理解』が3大頻出ポイント。

白峰 リリ(しょんぼり) 白峰 リリ

検定の問題って種類が多くて、毎回こんがらがっちゃうんだよね…

神楽 モニカ 先生(笑顔) 神楽 モニカ 先生

フローチャート的に整理してみましょうね。
(1)2群の平均比較ならt検定、(2)カテゴリの独立性ならχ²検定、(3)3群以上の平均ならANOVA、(4)分散の比較ならF検定、ということね。

■ フローチャート: どの検定を使うか?

目的: 平均の比較
  ├─ 1群 (vs 既知の値) → 1標本 t検定
  ├─ 2群
  │   ├─ 同じ被験者の前後  → 対応のある t検定
  │   └─ 別々の被験者      → 対応のない t検定
  │       (等分散仮定なし → Welch の t検定)
  └─ 3群以上              → ANOVA → 多重比較

目的: カテゴリ・カテゴリの関係
  └─ 独立性 / 適合度       → χ²検定

目的: 分散の比較
  └─ 2群分散の比           → F検定

■ p値の解釈(超頻出)

  α=0.05 に対し:
    p=0.03 → p<α → H₀ 棄却 = 有意差あり
    p=0.07 → p≥α → H₀ 棄却できず = 有意差なし

  注意:
    p値はH₀が正しい確率ではない
    『有意差なし』≠『差がない』(統計学は『差なし』を証明できない)

■ 過誤の整理

  第1種過誤(α): H₀正しいのに棄却 = 慌て者
  第2種過誤(β): H₀誤りなのに棄却できない = 見逃し
  検出力 = 1 - β  (通常0.8以上が望ましい)

  α↓ ⇒ β↑ (トレードオフ)
  サンプルサイズ↑ ⇒ β↓ (検出力↑)
紅林 かえで(普段) 紅林 かえで

本番では、問題文を読んだ瞬間に『あ、これは対応のあるt検定だな』と判断できるレベルを目指したいですね。

藍沢 しずく(普段) 藍沢 しずく

なにかコツはありますかぁ?

紅林 かえで(普段) 紅林 かえで

問題文のキーワードに注目するんです。
『同じ患者の前後』なら対応あり、『2つの異なる学校』なら対応なし、『男女別の人数表で関連性』ならχ²、『3つの教育法の効果比較』ならANOVA。
キーワードで瞬時にマッチングさせていきます。

白峰 リリ(普段) 白峰 リリ

p値の解釈はどうすればいいの?

神楽 モニカ 先生(普段) 神楽 モニカ 先生

毎回αと比較するだけよ。
α=0.05が標準だから、まずは『p<0.05かどうか?』を見ること。
それと同時に、『有意差あり=因果あり』と早合点しないように意識してね。

確認クイズ

あるダイエット法の効果を確かめるため、同じ50人の体重を実施前後で測定し比較する。 最も適切な検定はどれか。

  1. 1標本t検定
  2. 対応のあるt検定
  3. 対応のないt検定
  4. χ²検定
こたえを見る

正解: 2. 対応のあるt検定

対応のあるt検定。 同じ50人の前後比較なのでデータに対応があり、対応のあるt検定が最適。 各人の差(後-前)の平均が0と異なるかを検定します。

紅林かえで、白峰リリが屋内プールで水泳リレーを楽しむ様子

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